JP5909928B2 - 画像形成装置、画像形成方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置、画像形成方法、およびプログラムに関する。

近年、電子写真方式のコピー／プリンタ本体の省エネ化が要望されてきており、それに伴い画像形成部としてのプリンタエンジンの個々の構成要素での使用消費電力の低減が必要となってきている。中でも、印刷用紙上に転写されたトナーを融解し印刷用紙に加熱定着させる定着器は、大量の電力を短時間に必要とするため、その消費電力を軽減できれば効果は大きい。

従来、紙種や紙厚、それに伴う搬送速度等の印刷条件に応じて定着温度を制御する技術は知られている。しかし、定着器の設定温度は、使用環境や部品の経時変化などにより、一定時間、狙いの温度に安定させることが難しく、コールドオフセットのような定着時の不具合を防ぐため、設定温度を高めに設定している場合が多い。また、入力画像の種類（写真画像／文書画像等）や階調処理種類（網点／万線／分散等）などによらず、同一の設定温度にて定着を行っている。そのため、印刷に使用する階調処理パターンや描画の面積が少なめの文書画像などにおいては、設定温度が高すぎ、必要以上に電力を消費していた。

なお、例えば特許文献１には、定着器の設定温度が使用環境や部品の経時変化などにより変化し、それが印刷画像の画質変動をもたらすことに鑑み、定着器の温度情報を取得して、該温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することで、印刷画像の画質変動を抑制する技術が記載されているが、消費電力を軽減するという問題は解消されない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、階調処理種類や描画面積などに基づいて定着温度制御を効率化することにより、さらなる使用消費電力の低減を実現する画像形成装置、画像形成方法、およびプログラムを提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、印刷データに基づき感光体にトナーによって形成したドットパターンを、画像形成媒体に定着する定着手段と、前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて前記定着時の定着温度を制御する定着温度制御手段と、を備え、前記定着温度制御手段は、前記描画属性に基づいて前記定着時の定着温度を下げる制御を行い、定着温度の履歴を保持する定着温度履歴保持手段を備え、前記定着温度制御手段は、前記定着温度履歴保持手段に保持されている定着温度の履歴を参照して前記定着時の定着温度を制御し、前記定着温度制御手段は、前記定着温度履歴保持手段に保持されている定着温度の履歴を参照し、最も使用回数の多い定着温度が、前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて設定された定着温度より低い場合、定着温度を前記最も使用回数の多い定着温度に設定することを特徴とする。

本発明によれば、印刷に使用する階調処理種類に応じて定着温度制御を効率化することにより、使用消費電力を低減することができるという効果を奏する。

図１は、この実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図２は、階調処理種類の一例を示した図である。 図３は、画像処理パラメータ構造および属性値テーブルの具体例を示す図である。 図４は、本画像形成装置内の画像形成属性処理部の全体処理を示すフローチャートである。 図５は、図４におけるステップＳ１７の処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、画像形成方法、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、この実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１において、画像形成装置１００は、画像処理部１０１とプリンタ制御部１０２と画像形成部１０３に大別される。画像形成装置１００は他に画像読取部（スキャナ）を備えるが、図１では省略してある。

画像処理部１０１は、ＣＰＵ１１０，ＲＯＭ１１７、ＲＡＭ１１８を有するマイクロコンピュータシステムで実現される。画像処理部１０１は、後述する、色変換処理部１１１、濃度変換処理部１１２、階調処理部１１３、画像形成属性処理部１１４、画像形成属性履歴保持部１１５、画像処理パラメータ保持部１１６などを備えている。

プリンタ制御部１０２は、ＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１２３、ＲＡＭ１２４を有するマイクロコンピュータシステムでなり、本装置全体を制御するものである。また、プリンタ制御部１０２は、少なくとも定着温度制御部１２２を有している。画像形成部１０３は、詳細な構成は省略するが、帯電部、露光部、現像部、転写部などを有するプリンタエンジン１２５、定着部１２６、給紙部などを主に備えている。定着部１２６は、例えば加熱ヒータを内蔵する定着ローラ、定着ローラに対向して加圧する加圧ローラを主に備え、定着ローラ表面の温度をサーミスタなどで検知し、この検知した定着温度を定着温度制御部１２２にフィードバックするように構成されている。

定着温度制御部１２２は、後述する制御のほか、通常行われているように検知された定着温度にしたがって加熱ヒータの点灯制御を行う。なお、この図１では一対の定着ローラ、加圧ローラで図示しているが、周知の定着ベルト方式の加熱定着機構であってもよい。また、プリンタエンジン１２５は、電子写真プロセスに基づいて画像形成を行うモノクロの画像形成部、フルカラーの画像形成部のいずれであってもよい。

この画像形成装置１００には、外部装置２００が接続されている。外部装置２００はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であり、プリンタドライバ２１０を備えている。図１では一台の外部装置２００のみしか示されていないが、複数の外部装置を画像形成装置１００に接続することが可能である。

外部装置２００は、プリンタドライバ２１０を通し、画像形成装置１００に対して印刷データを送信する。この印刷データには、印刷条件やその他、印刷に必要な情報が含まれている。以下、画像形成装置１００の動作について説明する。

外部装置２００から送られてきた印刷データは、画像形成装置１００の画像処理部１０１にて取り込まれる。画像処理部１０１の画像形成属性処理部１１４は、該印刷データを解析し（画像形成属性解析）、画像形成属性履歴保持部１１５や後述する属性値テーブルを含むパラメータを保持する画像処理パラメータ保持部１１６などを参照して、階調処理種類と定着温度制御属性値を決定し、階調処理種類の情報は階調処理部１１３に送り、定着温度制御属性値の情報はプリンタ制御部１０２の定着温度制御部１２２に送る。この画像形成属性処理部１１４の動作については後述する。

一方、画像処理部１０１において、色変換処理部１１１は、外部装置２００から送られてきた印刷データを、画像形成部１０３のプリンタエンジン１２５が印刷可能な色へ変換する。次に、濃度変換処理部１１２は、この色変換後の印刷データについて、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）等を用いて所望の濃度変換処理（ガンマ補正処理）を実施する。ＬＵＴの内容は、画像読取部（不図示）にて濃度補正用カラーチャートを読み取ることによって変更することが可能である。次に、階調処理部１１３は、この濃度変換後の印刷データについて、画像形成属性処理部１１４から送られた階調処理種類にしたがって階調処理（２値化）を実施し、その２値化データをプリンタ制御部１０２に送り、さらにプリンタ制御部１０２はこの２値化データを画像形成部１０３に送る。

画像形成部１０３では、プリンタエンジン１２５において、階調処理部１１３で処理された２値化データに従って、感光体へのドットパターン潜像、用紙へのトナー転写、トナー融解による用紙への定着等が実施され、排紙される。この用紙への定着時、定着温度制御部１２２は、画像形成属性処理部１１４から送られた画像形成制御情報の一つである定着温度制御属性値に基づいて定着部１２６の定着ローラの定着温度を制御する。

図２は、階調処理種類の一例を示した図である。用紙にドットを印字する方法として、線を引くようにドットを成長させる万線のパターン（例えば、（ａ），（ｃ））と、ドット配置を散らして印字する分散のパターン（例えば、（ｂ），（ｄ））とがある。他に点を集めるようにドットを成長させる網点のパターンがあるが、ドットを隣接させて成長させていく点では万線と同等である。また、ドットの印字方法に加えて、ドットの書込み時の大きさを変更することにより、低解像度／高解像度（ｄｐｉ（dot per inch）で表わす）の区別が可能であり（例えば、（ａ），（ｂ）と（ｃ），（ｄ））、同一解像度であっても、ドットの書込み間隔を変更することにより、解像力（低線数／高線数；ｌｐｉ（line per inch）で表わす）の区別が可能である。

先に述べたように、画像形成部１０３では、感光体へのドットパターン潜像、用紙へのトナー転写、トナー融解による用紙への定着の処理が実施され、用紙に印刷画像が形成されるが、画像処理部１０１で選択された階調処理種類（万線／分散）、解像度、解像力により、用紙へのトナー付着の良し悪しが発生する。ドット配置を隣接させる方がトナー付着が良く、ドットの大きさが大きい方がトナー付着が良く、解像力が低い方がトナー付着が良い傾向がある。

定着部１２６においては、トナー融解時の温度が全体的に高い方が、用紙へのトナー付着が良くなるが、従来は階調処理の種類によらず、細線画像からベタ画像といった画像の種類に対する定着性も確保する必要があるため安定してトナー融解を行うように、定着部１２６の設定温度を高めにしていた。そのため、使用する階調処理種類によっては、必要以上に定着部１２６の温度が高くなる場合があり、定着部１２６の加熱ヒータの電力が必要以上に消費されていた。

例えば、図２に示す階調処理種類においては、定着部１２６が必要とする定着温度は、（ｄ）が最高で、（ｃ），（ｂ）と低くなり、（ａ）が最低である。したがって、定着部１２６の設定温度を最高の（ｄ）に合わせた場合、例えば使用する階調処理の種類を（ｃ）とした場合には、電力が必要以上に消費されることになる。これに対し、本実施の形態では、使用する階調処理の種類によって定着温度が決定されるため、電力が必要以上に消費されることが抑止される。

図１において、画像処理部１０１の画像形成属性処理部１１４は、外部装置２００のプリンタドライバ２１０から送信される印刷データと印刷条件に対し、例えば、印字モードから印刷に使用する階調処理の種類を決定して、定着温度制御属性値の大分類を確定し、さらに、描画時の画像面積に応じて定着温度制御属性値の小分類を確定する。そして、決定した階調処理の種類を階調処理部１１３に送り、確定した定着温度制御属性値を定着温度制御部１２２に送る。

図３に画像処理パラメータの構造および属性値テーブルの具体例を示す。画像処理パラメータ３００は、Ｍain Ｈeader部３０１、Ｓub Ｈeader部３０２、Ｄata Ａrea部３０３にて構成されている。Ｍain Ｈeader部３０１には、複数個存在する印字モードの開始アドレスが記載されている。Ｓub Ｈeader部３０２には、個々の印字モードに対する情報（色数；Ｋ（黒）のみ／Ｋ，Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の４色等、書込み解像度、階調処理種類；万線／分散／網点等）と、定着部１２６の定着温度制御の属性値などが付与されている。Ｄata Ａrea部３０３には、個々の印字モードのドット配置が記載されている。

属性値テーブル３１０には、定着温度制御の属性値が大分類と小分類に分類されて記述されている。本実施の形態では、属性値は８ビットとし、上位４ビットを大分類に割り当て、下位４ビットを小分類に割り当てている。属性０〜Ｍが大分類を示し、定着制御温度は属性０が最低で、属性Ｍが最大を表している。この大分類ごとに複数の小分類（属性０〜Ｎ）が存在し、描画面積と定着温度値が記述されている。大分類の属性Ｍの定着温度値は、この実施の形態では、定着部１２６の定着温度値の変更を行わない場合の値と同じか同等の値を設定する。この属性値テーブル３１０には、さらに大分類の属性０〜Ｍ毎に階調処理の種類も記述されている。すなわち、属性値テーブル３１０を参照することで、階調処理の種類と対応する定着温度制御の属性（大分類）が分かるようになっている。なお、画像処理パラメータ３００には、印字モード毎に大分類・小分類の値を予め入れておく。

後述の画像形成属性履歴保持部１１５には、定着温度制御属性値の大分類（属性０〜Ｍ）と階調処理とを対応付けて、定着温度制御属性値の使用回数（使用履歴）が保持されるが、属性値テーブル３１０が保持することでもよく、この場合、画像形成属性履歴保持部１１５は不要となる。

つぎに、画像形成属性処理部１１４における処理について詳述する。図４は、画像形成属性処理部１１４の全体的処理を示すフローチャートである。図４において、処理を開始すると、まず、画像形成属性処理部１１４は、外部装置２００のプリンタドライバ２１０から送信される印刷データと印刷条件を受け取り、印刷モードを取得する（ステップＳ１０）。なお、本実施の形態では、印刷モードとして高速モード、通常モード、高画質モードが設けられている。印刷モードを取得した後、画像処理パラメータ保持部１１６から当該印刷モードに対応する画像処理パラメータを取得する（ステップＳ１１）。

続いて、画像形成属性処理部１１４は、画像処理パラメータ３００の取得後、印字モードに応じた階調処理を選択する（ステップＳ１２）。本実施の形態では、外部装置２００のプリンタドライバ２１０にて印字モードが設定されると同時に、描画属性（写真部／グラフィック部／文字部等）ごとに解像力のみを考慮した階調処理がプリセットされているものとする。また、ここでは印刷モードが、通常モード、高画質モード、高速モードの何れかであるかを選択する。

ステップＳ１２において高画質モードの場合、画像形成属性処理部１１４は、プリンタドライバ２１０により指定された階調処理を選択し、階調処理の変更は実施しない（ステップＳ１３）。一方、通常モードの場合、画像形成属性処理部１１４は、描画属性が写真部の階調処理は変更しないが、描写属性がグラフィック部および文字部の場合は、属性値テーブル３１０を参照して（ステップＳ１４）、プリセットの階調処理に対し、定着温度制御属性値の大分類を一段階下げた階調処理を選択する（ステップＳ１５）。例えば、プリセットの階調処理が「ｌ」（エル）で、対応する定着温度制御属性値の大分類が属性Ｍの場合には、属性Ｍ−１の階調処理を選択する。つまり、グラフィック部や文字部の場合には、定着温度を一段落下げることを優先し、それに見合った階調処理を選択する。ただし、プリセットの階調処理に対応する定着温度制御属性値の大分類が最も小さい場合（属性０）には、階調処理を変更しない。

一方、ステップＳ１２において高速モードの場合、画像形成属性処理部１１４は、画像形成属性履歴保持部１１５を参照して、各描画属性（写真部／グラフィック部／文字部等）において、もっとも使用回数が多い定着温度制御属性値の大分類に対応する階調処理を仮選択する（ステップＳ１６）。画像形成属性処理部１１４は、仮選択後、プリセットされている階調処理に対応する定着温度制御属性値（大分類）より、仮選択した階調処理に対応する定着温度制御属性値が大きい場合には、プリセット時の階調処理を選択し、仮選択した階調処理に対応する定着温度制御属性値の方が小さい場合には、該仮選択した階調処理を選択する（ステップＳ１７）。すなわち、画像形成属性処理部１１４は、定着温度が低い方の階調処理を選択する。

ステップＳ１２により、使用する階調処理が確定し、同時に、定着温度制御属性値のうち、該階調処理に対応する大分類が確定する。

続いて、画像形成属性処理部１１４は、印刷データの描画コマンドおよび描画領域を解析する（ステップＳ１８）。詳しくは、図５のフローチャートに示すように、印刷データ内の描画コマンドを取得し（ステップＳ２２）、写真部／グラフィック部／文字部ごとに描画面積を算出する（ステップＳ２３）。描画面積算出の対象範囲は、画像形成後の排紙サイズがＡ４である場合、用紙面内全体を対象とするが、処理時の演算を軽減したい場合は、用紙の端部を除いた部分を対象としてもよい。画像形成属性処理部１１４は、上記描画面積を算出したなら、写真部／グラフィック部／文字部の描画面積のうち、もっとも描画面積が大きい描画属性を選択し（ステップＳ２４）、属性テーブル３１０を参照して（ステップＳ２５）、定着温度制御属性値の小分類を確定する。

続いて、画像形成属性処理部１１４は、プリンタ制御部１０２内の定着温度制御部１２２へ、確定した定着温度制御属性値（上位４ビット；大分類、下位４ビット；小分類）を送信する（ステップＳ１９）。この属性値送信後、画像形成属性処理部１１４は、先に確定している階調処理種類をもとに、画像形成属性履歴保持部１１５内の定着温度制御属性値（大分類）の使用回数を加算し、使用履歴を更新する（ステップＳ２０）。そして、これらの処理が終了した後、階調処理部１１３に階調処理データを送信する（ステップＳ２１）。

階調処理部１１３は、画像形成属性処理部１１４から送られた階調処理データに従って階調処理を実施するが、階調処理は、印刷データの描画属性により、階調処理種類を切り替えて行うため、画像全体に同一の階調処理が使用される場合もあるし、画像内に複数種類の階調処理が使用される場合もある。

したがって、上述してきた実施の形態によれば、電子写真方式の画像形成装置１００において、階調処理種類と定着温度制御属性値との対応を示す属性値テーブル３１０を保持し、印刷指示内容と属性値テーブル３１０により、階調処理種類と対応する定着温度制御属性値とを決定して、該決定した階調処理種類により階調処理を実施し、該決定した定着温度制御属性値により印刷画像形成時の定着温度を制御し、また、属性値テーブル３１０は、描画面積と定着温度制御属性値との対応を更に含み、画像の描画面積により定着温度制御属性値を細分化して定着温度を制御するため、定着温度の制御を効率化し、使用消費電力の低減を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、これまで説明してきた実施の形態に限定されるものでないことは云うまでもない。特許請求の範囲内で種々の変更が可能である。

ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ１１７，１２３に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。

また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述した色変換処理部１１１、濃度変換処理部１１２、階調処理部１１３、画像形成属性処理部１１４を含むＣＰＵ１１０によるモジュール構成および定着温度制御部１２２を含むＣＰＵ１２０によるモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１１０，１２０（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することによりＲＯＭ１１７，１２３等の主記憶装置上にロードされ、色変換処理部１１１、濃度変換処理部１１２、階調処理部１１３、画像形成属性処理部１１４、定着温度制御部１２２が主記憶装置上に生成されるようになっている。

１００ 画像形成装置
１０１ 画像処理部
１０２ プリンタ制御部
１０３ 画像形成部
１１０，１２０ ＣＰＵ
１１１ 色変換処理部
１１２ 濃度変換処理部
１１３ 階調処理部
１１４ 画像形成属性処理部
１１５ 画像形成属性履歴保持部
１１６ 画像処理パラメータ保持部
１１７，１２３ ＲＯＭ
１１８，１２４ ＲＡＭ
１２２ 定着温度制御部
１２５ プリンタエンジン
１２６ 定着制御部
２００ 外部装置
２１０ プリンタドライバ
３００ 画像処理パラメータ
３１０ 属性値テーブル

特開２００９−１４９９７号公報

Claims (3)

1. 印刷データに基づき感光体にトナーによって形成したドットパターンを、画像形成媒体に定着する定着手段と、
   前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて前記定着時の定着温度を制御する定着温度制御手段と、を備え、
   前記定着温度制御手段は、前記描画属性に基づいて前記定着時の定着温度を下げる制御を行い、
   定着温度の履歴を保持する定着温度履歴保持手段を備え、
   前記定着温度制御手段は、前記定着温度履歴保持手段に保持されている定着温度の履歴を参照して前記定着時の定着温度を制御し、
   前記定着温度制御手段は、前記定着温度履歴保持手段に保持されている定着温度の履歴を参照し、最も使用回数の多い定着温度が、前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて設定された定着温度より低い場合、定着温度を前記最も使用回数の多い定着温度に設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 印刷データに基づき感光体にトナーによって形成したドットパターンを、画像形成媒体に定着する定着工程と、
   前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて前記定着時の定着温度を制御する定着温度制御工程と、
   を含み、
   前記定着温度制御工程は、前記描画属性に基づいて前記定着時の定着温度を下げる制御を行い、
   定着温度の履歴を保持する定着温度履歴保持工程を含み、
   前記定着温度制御工程は、前記定着温度履歴保持工程で保持されている定着温度の履歴を参照して前記定着時の定着温度を制御し、
   前記定着温度制御工程は、前記定着温度履歴保持工程で保持されている定着温度の履歴を参照し、最も使用回数の多い定着温度が、前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて設定された定着温度より低い場合、定着温度を前記最も使用回数の多い定着温度に設定することを特徴とする画像形成方法。
3. 定着手段を有するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   印刷データに基づき感光体にトナーによって形成したドットパターンを、画像形成媒体に定着する定着ステップと、
   前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて前記定着時の定着温度を制御する定着温度制御ステップと、を含み、
   前記定着温度制御ステップは、前記描画属性に基づいて前記定着時の定着温度を下げる制御を行い、
   定着温度の履歴を保持する定着温度履歴保持ステップを含み、
   前記定着温度制御ステップは、前記定着温度履歴保持ステップで保持されている定着温度の履歴を参照して前記定着時の定着温度を制御し、
   前記定着温度制御ステップは、前記定着温度履歴保持ステップで保持されている定着温度の履歴を参照し、最も使用回数の多い定着温度が、前記印刷データにおける印字モードと、前記印刷データにおける描画属性と、に基づいて設定された定着温度より低い場合、定着温度を前記最も使用回数の多い定着温度に設定する
   プログラム。

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